Les trous noirs perdent de la masse comme l'eau d'un seau au soleil — cette évaporation a été découverte par Stephen Hawking. Mais les minuscules trous noirs primordiaux, nés après le Big Bang, se comportent autrement : lorsqu'ils perdent la moitié de leur masse, un effet de mémoire se déclenche, comme si le seau se couvrait tout seul. Cette mesure du désordre, l'entropie, a été calculée pour les trous noirs par Jacob Bekenstein.
On pensait autrefois que le couvercle se refermait instantanément. Désormais, les physiciens ont modélisé une transition progressive : les vitesses d'évaporation peuvent s'additionner ou se multiplier. La comparaison avec les données sur la formation des éléments légers dans les premières minutes après le Big Bang a montré qu'en cas d'addition, jusqu'à 10 % des trous noirs survivent et pourraient constituer la matière noire. En cas de multiplication, seulement 1 %.
Un détail qui change tout : un trou noir minuscule, pesant comme une montagne et de la taille d'un proton, peut survivre jusqu'à nos jours uniquement grâce à cette mémoire. La moindre nuance dans cet « oubli » détermine s'il s'agit de la base invisible de l'Univers.
Le plus petit trou noir primordial pourrait peser comme une montagne tout en ayant la taille d'un proton, et il serait encore vivant grâce à l'effet de mémoire.